大學(xué)物理光學(xué)期末復(fù)習(xí)題

1、2009年大學(xué)物理復(fù)習(xí)題（振動(dòng)、波動(dòng)、光學(xué)）一、選擇題：1用余弦函數(shù)描述一簡(jiǎn)諧振子的振動(dòng)若其速度時(shí)間（vt）關(guān)系曲線如圖所示,則振動(dòng)的初相位為 (A) p/6. (B) p/3. (C) p/2. (D) 2p/3. (E) 5p/6. 2一平面簡(jiǎn)諧波的表達(dá)式為 (SI) ，t = 0時(shí)的波形曲線如圖所示，則 (A) O點(diǎn)的振幅為-0.1 m (B) 波長(zhǎng)為3 m (C) a、b兩點(diǎn)間相位差為 (D) 波速為9 m/s 3一角頻率為w 的簡(jiǎn)諧波沿x軸的正方向傳播，t = 0時(shí)刻的波形如圖所示則t = 0時(shí)刻，x軸上各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度v與x坐標(biāo)的關(guān)系圖應(yīng)為： 4一平面簡(jiǎn)諧波在彈性媒質(zhì)中傳播，在某一

2、瞬時(shí)，媒質(zhì)中某質(zhì)元正處于平衡位置，此時(shí)它的能量是 (A) 動(dòng)能為零，勢(shì)能最大 (B) 動(dòng)能為零，勢(shì)能為零 (C) 動(dòng)能最大，勢(shì)能最大 (D) 動(dòng)能最大，勢(shì)能為零 5如圖所示，S1和S2為兩相干波源，它們的振動(dòng)方向均垂直于圖面，發(fā)出波長(zhǎng)為l 的簡(jiǎn)諧波，P點(diǎn)是兩列波相遇區(qū)域中的一點(diǎn)，已知 ，兩列波在P點(diǎn)發(fā)生相消干涉若S1的振動(dòng)方程為 ，則S2的振動(dòng)方程為 (A) (B) (C) (D) 6在真空中沿著x軸正方向傳播的平面電磁波，其電場(chǎng)強(qiáng)度波的表達(dá)式是 ，則磁場(chǎng)強(qiáng)度波的表達(dá)式是： (A) (B) (C) (D) 7某元素的特征光譜中含有波長(zhǎng)分別為l1450 nm和l2750 nm (1 nm10-9

3、 m)的光譜線在光柵光譜中，這兩種波長(zhǎng)的譜線有重疊現(xiàn)象，重疊處l2的譜線的級(jí)數(shù)將是 (A) 2 ，3 ，4 ，5 (B) 2 ，5 ，8 ，11 (C) 2 ，4 ，6 ，8 (D) 3 ，6 ，9 ，12 8光強(qiáng)為I0的平面偏振光先后通過(guò)兩個(gè)偏振片P1和P2P1和P2的偏振化方向與原入射光光矢量振動(dòng)方向的夾角分別是a 和90°，則通過(guò)這兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)I是 (A) I0 cos2a (B) 0 (C) I0sin2(2a) (D) I0 sin2a (E) I0 cos4a 9一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃(如圖)，設(shè)入射角等于布儒斯特角i0，則在界面2的反射光 (A) 是自然

4、光 (B) 是線偏振光且光矢量的振動(dòng)方向垂直于入射面 (C) 是線偏振光且光矢量的振動(dòng)方向平行于入射面 (D) 是部分偏振光. 10ABCD為一塊方解石的一個(gè)截面，AB為垂直于紙面的晶體平面與紙面的交線光軸方向在紙面內(nèi)且與AB成一銳角q，如圖所示一束平行的單色自然光垂直于AB端面入射在方解石內(nèi)折射光分解為o光和e光，o光和e光的 (A) 傳播方向相同，電場(chǎng)強(qiáng)度的振動(dòng)方向互相垂直 (B) 傳播方向相同，電場(chǎng)強(qiáng)度的振動(dòng)方向不互相垂直 (C) 傳播方向不同，電場(chǎng)強(qiáng)度的振動(dòng)方向互相垂直 (D) 傳播方向不同，電場(chǎng)強(qiáng)度的振動(dòng)方向不互相垂直 11具有下列哪一能量的光子，能被處在n = 2的能級(jí)的氫原子吸收

5、？ (A) 1.51 eV (B) 1.89 eV (C) 2.16 eV (D) 2.40 eV 12根據(jù)玻爾理論，氫原子中的電子在n =4的軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與在基態(tài)的軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能之比為 (A) 1/4 (B) 1/8 (C) 1/16 (D) 1/32 13波長(zhǎng)l =5000 Å的光沿x軸正向傳播，若光的波長(zhǎng)的不確定量Dl =10-3 Å，則利用不確定關(guān)系式可得光子的x坐標(biāo)的不確定量至少為 (A) 25 cm (B) 50 cm (C) 250 cm (D) 500 cm 14氫原子中處于2p狀態(tài)的電子，描述其量子態(tài)的四個(gè)量子數(shù)(n，l，ml，ms)可能取的值為 (

6、A) (2，2，1，) (B) (2，0，0，) (C) (2，1，-1，) (D) (2，0，1，) 二、填空題15、質(zhì)量M = 1.2 kg的物體，掛在一個(gè)輕彈簧上振動(dòng)用秒表測(cè)得此系統(tǒng)在 45 s內(nèi)振動(dòng)了90次若在此彈簧上再加掛質(zhì)量m = 0.6 kg的物體，而彈簧所受的力未超過(guò)彈性限度則該系統(tǒng)新的振動(dòng)周期為_(kāi) 16、一單擺的懸線長(zhǎng)l = 1.5 m，在頂端固定點(diǎn)的豎直下方0.45 m處有一小釘，如圖示設(shè)擺動(dòng)很小，則單擺的左右兩方振幅之比A1/A2的近似值為_(kāi) 17、圖中所示為兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)曲線若以余弦函數(shù)表示這兩個(gè)振動(dòng)的合成結(jié)果，則合振動(dòng)的方程為_(kāi)(SI) 18、一平面簡(jiǎn)諧波沿x軸正

7、方向傳播，波速u = 100 m/s，t = 0時(shí)刻的波形曲線如圖所示可知波長(zhǎng)l = _； 振幅A = _； 頻率n = _ 19、在固定端x = 0處反射的反射波表達(dá)式是. 設(shè)反射波無(wú)能量損失，那么入射波的表達(dá)式是y1 = _；形成的駐波的表達(dá)式是y = _20、設(shè)平面簡(jiǎn)諧波沿x軸傳播時(shí)在x = 0處發(fā)生反射，反射波的表達(dá)式為 已知反射點(diǎn)為一自由端，則由入射波和反射波形成的駐波的波節(jié)位置的坐標(biāo)為_(kāi) 21、如圖，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若把一厚度為e、折射率為n的薄云母片覆蓋在S1縫上，中央明條紋將向_移動(dòng)；覆蓋云母片后，兩束相干光至原中央明紋O處的光程差為_(kāi)22、一雙縫干涉裝置，在空氣中觀察時(shí)干涉

8、條紋間距為1.0 mm若整個(gè)裝置放在水中，干涉條紋的間距將為_(kāi)mm(設(shè)水的折射率為4/3)23、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，所用光波波長(zhǎng)l5.461×104 mm，雙縫與屏間的距離D300 mm，雙縫間距為d0.134 mm，則中央明條紋兩側(cè)的兩個(gè)第三級(jí)明條紋之間的距離為_(kāi)24、用波長(zhǎng)為l的單色光垂直照射到空氣劈形膜上，從反射光中觀察干涉條紋，距頂點(diǎn)為L(zhǎng)處是暗條紋使劈尖角q 連續(xù)變大，直到該點(diǎn)處再次出現(xiàn)暗條紋為止劈尖角的改變量Dq是_25、維納光駐波實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖MM為金屬反射鏡；NN為涂有極薄感光層的玻璃板MM與NN之間夾角f3.0×10-4 rad，波長(zhǎng)為l的平面單色光通過(guò)NN

9、板垂直入射到MM金屬反射鏡上，則反射光與入射光在相遇區(qū)域形成光駐波，NN板的感光層上形成對(duì)應(yīng)于波腹波節(jié)的條紋實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩個(gè)相鄰的駐波波腹感光點(diǎn)A、B的間距1.0 mm，則入射光波的波長(zhǎng)為_(kāi)mm26、在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射示意圖中，所畫(huà)出的各條正入射光線間距相等，那末光線1與2在幕上P點(diǎn)上相遇時(shí)的相位差為_(kāi)，P點(diǎn)應(yīng)為27、光子波長(zhǎng)為l，則其能量=_；動(dòng)量的大小 =_；質(zhì) 量=_ 28、在主量子數(shù)n =2，自旋磁量子數(shù)的量子態(tài)中，能夠填充的最大電子數(shù)是_ 三、計(jì)算題29、一質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其振動(dòng)方程為 (SI) (1) 當(dāng)x值為多大時(shí)，系統(tǒng)的勢(shì)能為總能量的一半？ (2) 質(zhì)點(diǎn)從平衡位置移動(dòng)到上述位置所需

10、最短時(shí)間為多少？ 30、一簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)曲線如圖所示求振動(dòng)方程 31、 在一豎直輕彈簧下端懸掛質(zhì)量m = 5 g的小球，彈簧伸長(zhǎng)Dl = 1 cm而平衡經(jīng)推動(dòng)后，該小球在豎直方向作振幅為A = 4 cm的振動(dòng)，求 (1) 小球的振動(dòng)周期； (2) 振動(dòng)能量 一物體同時(shí)參與兩個(gè)同方向的簡(jiǎn)諧振動(dòng)： (SI), (SI)求此物體的振動(dòng)方程 32、一物體同時(shí)參與兩個(gè)同方向的簡(jiǎn)諧振動(dòng)： (SI), (SI)求此物體的振動(dòng)方程 33、一平面簡(jiǎn)諧波沿Ox軸正方向傳播，波的表達(dá)式為 , 而另一平面簡(jiǎn)諧波沿Ox軸負(fù)方向傳播，波的表達(dá)式為 求：(1) x = l /4 處介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的合振動(dòng)方程； (2) x = l

11、 /4 處介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的速度表達(dá)式 34、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，單色光源S0到兩縫S1和S2的距離分別為l1和l2，并且l1l23l，l為入射光的波長(zhǎng)，雙縫之間的距離為d，雙縫到屏幕的距離為D(D>>d)，如圖求： (1) 零級(jí)明紋到屏幕中央O點(diǎn)的距離 (2) 相鄰明條紋間的距離35、以波長(zhǎng)為l = 0.200 mm的單色光照射一銅球，銅球能放出電子現(xiàn)將此銅球充電，試求銅球的電勢(shì)達(dá)到多高時(shí)不再放出電子？(銅的逸出功為A = 4.10 eV，普朗克常量h =6.63×10-34 J·s，1 eV =1.60×10-19 J)36、當(dāng)氫原子從某初始狀態(tài)躍遷到激發(fā)能

12、(從基態(tài)到激發(fā)態(tài)所需的能量)為DE = 10.19 eV的狀態(tài)時(shí)，發(fā)射出光子的波長(zhǎng)是l=4860 Å，試求該初始狀態(tài)的能量和主量子數(shù)(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s，1 eV =1.60×10-19 J) 已知第一玻爾軌道半徑a，試計(jì)算當(dāng)氫原子中電子沿第n玻爾軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，其相應(yīng)的德布羅意波長(zhǎng)是多少？ 37、已知第一玻爾軌道半徑a，試計(jì)算當(dāng)氫原子中電子沿第n玻爾軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，其相應(yīng)的德布羅意波長(zhǎng)是多少？ 大學(xué)物理答卷（振動(dòng)、波動(dòng)、光學(xué)）一 選擇題ACDCDCDCBCBCCC二 填空15. 0.61 s 3分 16. 0.84 3分參考解：左右擺

13、動(dòng)能量相同，應(yīng)有 17. （其中振幅1分，角頻率1分，初相1分） 3分18. 0.8 m 2分 0.2 m 1分 125 Hz 2分19. 3分 2分20. ，k = 0，1，2，3， 3分21. 上 2分 (n-1)e 2分22. 0.7523. 7.32 mm 24. l / (2L) 3分25. 6.0×10-4 3分參考解： = 2×1.0×3.0×10-4mm = 6.0×10-4 mm26. 2p 2分 暗 2分27. 1分 2分 2分28. 4 3分三、計(jì)算題29.解：(1) 勢(shì)能 總能量 由題意， m 2分 (2) 周期 T =

14、 2p/w = 6 s 從平衡位置運(yùn)動(dòng)到的最短時(shí)間 Dt 為 T/8 Dt = 0.75 s 3分30.解：(1) 設(shè)振動(dòng)方程為 由曲線可知 A = 10 cm , t = 0， 解上面兩式，可得 f = 2p/3 2分由圖可知質(zhì)點(diǎn)由位移為 x0 = -5 cm和v 0 < 0的狀態(tài)到x = 0和 v > 0的狀態(tài)所需時(shí)間t = 2 s，代入振動(dòng)方程得 (SI) 則有， w = 5 p/12 2分故所求振動(dòng)方程為 (SI) 1分31.解：(1) = 0.201 s 3分 (2) = 3.92×10-3 J 2分32.解：設(shè)合成運(yùn)動(dòng)（簡(jiǎn)諧振動(dòng)）的振動(dòng)方程為 則 以 A1 = 4 cm，A2 = 3 cm，代入式，得 cm 2分又 127°2.22 rad 2分 (SI) 1分33.解：(1) x = l /4處 , 2分 y1，y2反相 合振動(dòng)振幅 , 且合振動(dòng)的初相f 和y2的初相一樣為 4分合振動(dòng)方程 1分 (2) x = l /4處質(zhì)點(diǎn)的速度 3分34. 解：(1) 如圖，設(shè)P0為零級(jí)明紋中心 則 3分(l2 +r2) - (l1 +r1) = 0 r2 r1 = l1 l2 = 3l 3分 (2) 在屏上距O點(diǎn)為x處, 光程差 2分明紋條件 (k1，2，.) 在此處令k0，即為(1)的結(jié)果相鄰明條紋間距 2分35.